一种用于增强电子系统性能的方法和设备,其采用一组电子开关(24)以将计算机数据总线与存储器芯片(16、32、34、36)隔开。该设备包括一个或多个带有蚀刻引线(30,42)、平地和馈通的多面存储器板(10、12、14)。存储器芯片可安装在每块板的作一侧或两侧上。存储器板与主板之间通过包含与主板(28)上的连接器(8)配合的手指(6)或边缘连接器的装置连接。计算机总线的数据线和地址线彼此不同,并通过边缘连接器(8)连接到存储器板。在梳状部分(5)附近设置有一组CMOSTTL或FET开关(24),并且它们通过地址、控制或数据总线的译码组合、或者由主板(28)上的CPU(3)、控制器或其它译码装置提供的不同的使能线来接通和关断。结果,只有实际需要用于存储器访问的存储器芯片被接通,以便其它的存储器芯片与数据总线(2)隔离。由于这种隔离,数据总线不会遇到未切入的元件的电容,导致总电容降低和更高速的内部存储器访问。(*该技术在2019年保护过期,可自由使用*)
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有提高存储器访问速度(或相反地,具有扩大存储器容量)的计算机系统,具体涉及用电子方法减少存储器总线和存储器模块间电容的系统。相关现有技术的描述对计算机性能和容量越来越高的要求不断要求更多个的RAM(随机存取存储器)和更快速的RAM存储器。限制RAM容量和速度的因素有包含RAM在内的存储器芯片的结构和装载有存储器芯片的印刷电路板之间的相互连接。由于涉及到当今工业领域通用的集成存储器的存储器封装形式及为了满足当今工业领域标准的数据总线宽度,存储器芯片被以簇的形式集成于印刷电路板上。有几种类型的印刷电路板,如SIMM型、DIMM型、SODIMM型和RIMM型等。为简要起见,以下用DIMM来代表上述不同类型中任何一种或全部。DIMM在印刷电路板边缘具有导电焊盘,被称作边缘连接器。当需要插入连接器中时,边缘连接器被用于电气连接,也被用来支撑DIMM和集成于DIMM印刷电路板上的存储器芯片。连接器通常焊接于主板上,以方便连接从计算机处理器(CPU)或控制器芯片到DIMM存储器芯片或DRAM(或其它如前所述类型的存储器芯片)的导电引线。其中有数据线(DATA LINES)、地址线(ADDRESS LINES)和控制线(CONTROL LINES),它们共同形成计算机的总线系统(BUS SYSTEM)。DATA LINES是双向的。它们将CPU或控制器的双向端子与DIMM上DRAM芯片的双向端子进行连接。两连接端子间的任何物理印刷布线都将被一电子元件(驱动器D)所驱动,并被另一电子元件(接收器R)所接收。物理印刷布线充电的速度依赖于几个因素,其中之一是驱动或激活该印刷布线的电子元件提供所需电荷的能力,另一是被充电印刷布线的全部电容和其它参数。印刷布线上聚积的电荷量由印刷布线的电容所决定。根据物理定律,每条印刷布线都形成一电容,其电容值是印刷布线整个长度的电容和所有连接于该布线的电子元件引脚和电路的电容。当D(驱动器)的连接器围绕在BUS(总线)四周以便为特定的系统形成需要的存储器密度时,每条DATA BUS(数据线)上累积的电容便增大。为了获得理想的速度性能,在DATA LINES(数据线)被要求重新加电或重新驱动之前,就必须为系统规定与BUS相连的DIMM的数量要受到限制。目前DIMM的结构是这样的,即多个DRAM被连接在一起,以便增加存储器密度。每个DRAM芯片引脚都形成一特定的电容负荷。将所有DRAM芯片连接到一起的印刷线都加到该电容负荷上。系统板设计者指定在DIMM的DATA LINE(数据线)的输入端TAB所允许测量到的全部电容负荷,并以其作为能被用于BUS上的DIMM数量的限制因素,从而形成预定的存储器密度。在运行中,某一时刻仅有一个DIMM被选择。然而,所选的DIMM的数据线会面临由在整个总线上存在的所有其它DIMM、连接器、主板印刷线长度以及所有其它因素所造成的整个电容负荷。然而,单根引线(lead)并不是优良的导体,尤其是在现代计算机以高速运行时。当今存储器访问速度是以纳秒(10-9秒)计的,对个人计算机而言是以皮秒(10-12秒)计的。在如此高的速度上,引线的电阻和引线间的电容形成一阻容电路,它使得在连接器和存储器芯片间反复的脉冲变得恶化,有时达到不可靠的程度。众所周知,与电容串联的电阻将产生延时,其用下式表达Δt=1/(RC)其中,Δt=RC电路产生的时间延迟;R=电阻C=电容此种RC延时的结果就是导致一系列在某些点被严格限定的脉冲变得不可测。例如,考虑图2a所示的理想脉冲。一般情况下,这些完美的直角52、54很容易被测量到,但在高速下却罕见此种波形。相反,始终存在的电容却会引起每个脉冲产生一上升时间56和一下降时间58。如图2c所示,当上升时间60和下降时间62与脉冲宽度64相比变得极端时,脉冲被严重变形,且难以测量,可能导致不可接受的测量错误。因此,存储器能被访问的速度是引线电容和电阻及其它因素的直接函数。电容的影响尤其麻烦,因为每根电路板线的电容都加到其它电路板线的电容中。电容的这种增加特性也限制了能被置于一块存储器板上的存储器芯片的数量,因为存储器芯片越多,引线就越多;引线越多,就会引入越多的电容。至今,在工业领域尚未提供任何方法来将一被选的存储器模块从未被选择的存储器模块中隔离出来,进而减少电容负荷和增加速度。在现有技术中尚未发现运用FET开关来完成这种隔离。如以下将要描述的,本专利技术借助高速的FET开关将数据引线与边缘连接器隔离开来,从而解决上述问题。该FET开关位于连接器附近,其有效地消除电路板线电容的附加效应。根据本专利技术的一个方面,一电子装置包括具有绝缘衬底(它具有一个含导电引线的网络并包含所采用的测量点)的一个或多个印刷电路板、用于附着电子元件的焊盘、一具有与电路板集成的连接端子的梳状部分(它配置成与连接端口以一种配合结构相啮合)、及装于电路板上的众多电子元件。该电子装置还提供具有导通/截止状态的多个开关器件。每个开关器件在导通状态均为低阻、在截止状态均为高阻。这些开关器件在电路板上都靠近梳状部分安装。此外,在梳状部分和开关器件之间及在开关器件和电子元件之间连接有多个引线。最后,还具有被将被选中的开关导通和截止的装置。当与梳状部分间的连接只对被选中的元件导通时,未被选择的元件便与梳状部分隔离开来。根据本专利技术的另一方面,印刷电路板进一步包括两个独立的安装表面,还包含在两个表面安装有电子元件时,来连接带有开关装置的印刷电路板两面的电子元件的馈通(feed-through)。根据本专利技术的另一方面,寻址装置被用于将被选中的开关导通和截止。根据本专利技术的又一方面,梳状部分传送包括数据信号和地址信号的信号,其中,数据信号与地址信号完全不同,而地址信号可提供寻址。根据本专利技术的又一方面,印刷电路板基本上是矩形的。根据本专利技术的又一方面,梳状部分被配置成与一支撑结构相配合。根据本专利技术的又一方面,电子元件包括存储元件。根据本专利技术的又一方面,梳状部分沿着印刷电路板的一边缘设置。根据本专利技术的又一方面,一CMOS或TTL开关被用作开关元件。根据本专利技术的最后一方面,一场效应晶体管(FET)被用作开关元件。图2A是无延时的存储器时序图;图2B是微小延时的存储器时序图;图2C是大延时的存储器时序图。图中所示的电路板可为多层板,亦即,实际上有多个的连接层相连于一体。不同层间的互连及图示的三块电路板间的连接是通过馈通、达到每个基板的宽度并与每个层上导电材料相连的透过板的过孔来实现的。图示的安装于基板上的芯片通过导电的安装焊盘进行电气连接,这些安装焊盘提供一扩展的导电区域,从而保证计算机芯片引脚与基板上引线间的良好接触。尽管附图说明图1中未示出,为尽可能增大计算机芯片的密度,希望在每块基板的两个安装表面都能安装这些芯片。很明显,对于每个基板,不论运用多少层的导电材料,都仅有两个安装表面。图示的安装于主板28上的CPU3并不是本专利技术的一部分。传送于存储器板的信号可由控制器芯片而不是CPU所产生。无论何种情况,信号都是通过总线连接到存储器板。目前,计算机总线由多个的数据线、独立的地址线和控制线组成。当这些总线被蚀刻于诸如主板或存储器板之类的印刷电路板上时,就被称作为引线。图1中,仅示出本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于增强电子系统性能的方法,该电子系统包括多层印刷电路板、包含与多个连接器电连接的总线的主板,每个电路板进一步包括多个电子元件和其连接端子与所述连接器之一相配合的梳状部分,所有端子对总线呈现一电容,该电容包括连接于端子的电子元件的电容,所述方法包括:配置系统,使得在任何时刻仅有单个电路板需要被访问;在每个这种电路板上安装一具有导通状态和截止状态,并具有输入和输出的开关,其中,输入通过在导通状态时的低阻和在截止状态时的高阻而与输出相连,该开关安装于电路板上靠近梳状部分处 ;对每个这种电路板在梳状部分和开关间连接多个导电引线;对每个这种电路板在开关和电子元件之间连接多个导电引线;提供选择装置来对每块电路板的开关进行开或关;及在某一时刻让需要访问的单块电路板导通,而让其它电路板保持截止,以便 保证在任一时刻仅有单块电路板与总线相连,则每个不连接的电路板对总线呈现的电容将比连接的电路板对总线呈现的电容要小,从而使所有电路板对总线呈现的电容因此而减小。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员:克里斯卡拉巴茨奥斯,
申请(专利权)人:克里斯卡拉巴茨奥斯,
类型:发明
国别省市:US[美国]
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